Быстрее нейросетей в сотни раз: самарские ученые модернизировали экспериментальный образец фотонного вычислителя

Фотонный вычислитель способен в сотни раз быстрее, чем цифровые нейросети, обрабатывать видеоданные / Фото: Самарский университет

В Самаре ученые модернизировали фотонный вычислитель. Он способен обрабатывать видеоданные в сотни раз быстрее, чем это делают современные цифровые нейросети. В обновленной версии выросла энергоэффективность вычислений и точность распознавания. При этом сама конструкция прибора была немного упрощена, сообщает пресс-служба Самарской университета им. С.П. Королева.

Анализирует «картинку» с камеры и гиперспектрометра

Самарские ученые разработали экспериментальный образец аналоговой фотонной вычислительной системы в 2024 году. С помощью этого устройства можно анализировать «картинку» с обычной видеокамеры и оперативно оценивать данные, получаемые с гиперспектрометров. Гиперспектрометры помогают обнаруживать парниковые газы, вести геологоразведку труднодоступных территорий, отслеживать возникновение лесных пожаров и даже выявлять из космоса стресс у растений.

Сделали точнее и эффективнее

Создав экспериментальный образец, ученые решили не останавливаться на этом. Они модернизировали его — внесли в конструкцию изменения, которые позволили улучить показатели вычислителя. В частности, в новой версии ученые применили фазовый ввод оптического сигнала. По ряду задач он оказался намного лучше традиционного амплитудного.

Ученые внесли в конструкцию изменения, которые позволили улучить показатели вычислителя / Фото: Самарский университет

«Удалось значительно – примерно на 50%, то есть в полтора раза – повысить общую энергоэффективность устройства. Кроме того, снизилось количество ошибок. Точность распознавания увеличилась примерно на 1%. Применив фазовый ввод, мы убрали некоторые элементы, связанные с обработкой интенсивности оптического сигнала. Конструкция стала проще, – рассказал профессор кафедры технической кибернетики, доктор физико-математических наук Роман Скиданов.

Модернизированную версию вычислителя показали в технопарке «Саров» в рамках визита премьер-министра РФ Михаила Мишустина. Разработку представили аспирант Юрий Ханенко, студенты четвертого курса Алексей Пронин, Александр Морозов и Даниил Сорокин. Она вызвала широкий интерес. Участники встречи высоко оценили созданное самарскими учеными устройство.

Собирают опытный образец

Сейчас в Самарском университете идет сборка опытного образца фотонного вычислителя. По словам разработчиков, он будет представлять собой почти предсерийный образец.

Оптическая нейросеть на основе такого фотонного вычислителя сможет в онлайн-режиме анализировать поступающий видеопоток и почти мгновенно распознавать и находить заданные к поиску объекты и изображения. Также разработка сможет оперативно анализировать данные с гиперспектрометров. Кроме того, среди преимуществ аналоговых оптических вычислительных систем — полная защищенность от электромагнитных помех, малое потребление энергии и возможность параллельной обработки данных.

К ЧИТАТЕЛЯМ

Узнавайте новости первыми, подпишитесь на наш телеграм-канал

Обсуждаем новости в нашем канале ВК. Подписывайтесь и оставайтесь на связи

Хотите больше историй и видео? Подпишитесь на наш дзен-канал